Энергетический метаболизм бактерий

Энергетический метаболизм бактерий основывается на фототрофии, использовании света через фотосинтез, или на хемотрофии, использовании химических веществ для получения энергии. Хемотрофы в свою очередь делятся на литотрофов, которые используют неорганические доноры электронов для дыхания, и органотрофов, которые используют органические соединения в качестве доноров электронов. Чтобы использовать химические соединения как источник энергии, электроны берутся из возобновляемых веществ и перемещают к акцепторам электронов в процессе окислительно-восстановительной реакции. Эта реакция высвобождает энергию, которая может использоваться для проведения метоболичных реакций. В аэробных организмах в качестве акцептора электронов используется кислород. В анаэробных организмах вместо него используются другие неорганические вещества, например нитраты, сульфаты или углекислота. Это приводит к экологически важным процессам денитрификации, восстановление сульфатов и ацетогенезу соответственно. Эти процессы также важные в биологических ответах на загрязнение, например, сульфат-выделяющие бактерии в значительной мере ответственны за производство чрезвычайно отравляющих форм ртути (метил- и диметил-ртуть) в окружении. Анаэробы используют процесс так называемого анаэробного дыхания (брожение) для получения энергии, выделяя метаболические побочные продукты (например этанол в пивоварении), поскольку они не могут быть использованы дали. Факультативные анаэробы могут переключаться между процессами аэробного и анаэробного дыхания, то есть разными акцепторами электронов, в зависимости от естественных условий, в которых они находятся.

Литотрофные бактерии могут использовать неорганические вещества как источник энергии. Общими неорганическими донорами электронов является водород, угарный газ, аммиак (что приводит к нитрификации), оксид железа, другие восстановленные ионы металлов и некоторые восстановлены соединения серы. Хотя это и необычно, некоторые бактерии-метанотрофы могут использовать газ метан и как источник электронов, и как субстрат для углеродного анаболизма. Как в аэробных фототрофов, так и в хемолитотрофов, кислород используется как конечный акцептор электронов, тогда как по анаэробными условиям заметь его используются неорганические соединения. Большинство литотрофных организмов — автотрофы, тогда как органотрофы являются гетеротрофами.